[发明专利]基于异源区域特征匹配的飞行器对地面目标定位方法

权利要求书

1.基于异源区域特征匹配的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取飞行器参数、合成孔径雷达的成像参数，以及由所述合成孔径雷达搭载飞行器在空中探测地面目标得到的SAR实时图像；

根据机载SAR成像三维几何关系、飞行器参数以及成像参数计算得到所述目标位置距离所述飞行器的投影距离，以及雷达波束斜视角在地面投影的投影角度；

将机载SAR成像三维几何关系投影到地平面后得到成像二维几何关系，基于所述成像二维几何关系，所述投影距离以及投影角度进行计算得到基于地理坐标系进行表达的地面目标与所述飞行器投影点之间的距离矢量；

根据所述飞行器参数，将所述距离矢量转换到地心地固坐标系下以表示所述地面目标的粗略位置坐标，再将所述地面目标的粗略位置坐标转换为WGS-84坐标系以得到所述地面目标的经度以及纬度；

根据所述地面目标的经度以及纬度，在由卫星得到光学图像中裁剪相关区域的光学基准图像；

根据距离度量、方差度量以及空间搜索域构建模态独立区域描述子，并根据所述模态独立区域描述子分别提取所述SAR实时图像以及光学基准图像的特征图；

利用像素差绝对值作为相似性度量对所述SAR实时图像以及光学基准图像的特征图进行异源图像匹配，得到与SAR实时图像匹配的光学基准图像区域，并根据该区域提取所述目标位置的精准经度及纬度，以完成定位。

2.根据权利要求1所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，

所述飞行器参数包括：飞行器投影到地面的位置以及速度矢量；

所述成像参数包括：雷达多普勒中心频率、雷达发射脉冲中心波长以及雷达波束斜视角。

3.根据权利要求2所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述根据机载SAR成像三维几何关系、飞行器参数以及成像参数计算得到所述目标位置距离所述飞行器的投影距离包括：

根据所述飞行器、飞行器在地面的投影点以及地面目标构成三角平面，并根据三角几何关系求解得到所述目标位置距离所述飞行器的投影距离，并采用以下公式：

在上式中，表示所述飞行器与地面目标之间的距离，表示所述飞行器距离地面的高度。

4.根据权利要求3所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述根据机载SAR成像三维几何关系、飞行器参数以及成像参数计算得到所述雷达波束斜视角在地面投影的投影角度采用以下公式：

在上式中，表示雷达多普勒中心频率，表示雷达发射脉冲中心波长，表示飞行器速度，表示所述飞行器与地面目标之间的距离，表示所述投影距离。

5.根据权利要求4所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述距离矢量表示为：

在上式中，表示所述投影距离，角度为飞行器航向角度与所述雷达波束斜视角在地面投影的投影角度之差。

6.根据权利要求5所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，裁剪得到的光学基准图像尺寸大于所述SAR实时图像。

7.根据权利要求6所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述距离度量表示为：

其中，

在上式中，表示高斯卷积核，表示像素点，表示像素点在图像中的坐标，以当前像素点为模板中心，以X轴为0度方向，以45°为间隔将像素点邻域划分为8个区域，将对角线方向的两个区域合并为同一区域，合并后共四个区域，标记为和；

所述空间搜索区域由当前像素点为中心的所有像素组成。

8.根据权利要求7所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，所述方差度量表示：

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9.根据权利要求8所述的飞行器对地面目标定位方法，其特征在于，根据距离度量、方差度量以及空间搜索域构建模态独立区域描述子表示为：

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